多组分化学平衡习题.ppt

1、2020/8/7,第四章 多组分系统热力学,1.偏摩尔量的定义及性质。 2.化学势与化学势判据及其应用。 3.拉乌尔定律与亨利定律及计算。 4.理想系统（纯理想气体、混合理想气体、理想液态混合物、理想稀溶液）中，组分的化学势表达式及其标准态的规定。 5.真实系统（真实气体、真实气体混合物、真实液态混合物、真实溶液）中，组分的化学势表达式及其标准态的规定。,2020/8/7,6.理想液态混合物的定义及混合性质。 7.理想稀溶液的定义。 8.稀溶液依数性（含理想混合物）及计算。,2020/8/7,简答题,1. 为什么稀溶液的沸点升高、冰点下降、渗透压以及溶剂蒸气压下降称为依数性。引起依数性的最基本

2、原因是什么？能否把它们的计算公式用同一个式子联系起来?,TfKfbB,TbKbbB， ARTbB因此可用同一形式的公式表示：ZKbB。,答：上述四种性质的数值只与溶于溶剂中溶质的粒子数多少有关，而与溶质本身的性质无关，故称为依数性。依数性产生的主要原因是由于溶质溶入后引起溶剂化学势降低。,2020/8/7,2. 溶剂中加入溶质后，就会使溶液的蒸气压降低，沸点升高凝固点下降，这种说法是否正确。,答：不正确。只有溶质是不挥发性的，并且与溶剂不生成固溶体才能满足上述说法。若溶质是挥发性的，则溶质加入后，有时可使溶液的蒸气压升高，其结果必使沸点降低。若溶质与溶剂形成固溶体时，溶液的凝固点有可能升高。,

3、2020/8/7,3. 如果在水中加入少量的乙醇，则四个依数性将发生怎样的变化，为什么有这样的变化？如果加 NaCl、CaCl2 则又怎样？,答：水中加入乙醇后，溶液蒸气压上升，沸点下降。冰点仍是下降，渗透压仍存在。这是由于乙醇是挥发性的，并且挥发性又很大。但乙醇水溶液凝固时，析出的固态仍是纯冰。如果溶入 NaCl，由于每个分子完全电离成二个粒子，则蒸气压降低，沸点升高，所呈依述性数值加倍，如溶入 CaCl2，则近似增加三倍。,2020/8/7,4. A、B二组分形成下列各系统，B物质的亨利常数Kx，B与其饱和蒸气压相比，大小如何?,(1) A、B形成理想液态混合物；,(2) A、B形成一般正

4、偏差系统；,(3) A、B形成一般负偏差系统;,2020/8/7,5. 液体B比液体A易于挥发。在一定温度下向纯A液体中加入少量纯B液体形成稀溶液。下列几种说法是否正确?,答：只有说法(3)是正确的。,(1） 该溶液的饱和蒸气压必高于同温度下纯液体A的饱和蒸气压； (2) 该溶液的沸点必低于同样压力下纯液体A的沸点； (3) 该溶液的凝固点必低于同样压力下纯液体A的凝固点(溶液凝固时析出纯固态A）。,2020/8/7,当A、B形成理想溶液，或般正偏差、一般负偏差的系统，甚至形成最大正偏差系统，说法(1)和(2)才是正确的。但若形成最大负偏差系统在纯A中加入少量纯B后，溶液的饱和蒸气压要低于纯液

5、体A的饱和蒸气压，故此说法(1)不正确，因而说法(2)也不正确。,2020/8/7,6是否一切纯物质的凝固点都随外压的增大而上升?试举例说明。,解： 由克拉贝龙方程,当物质凝固时，H为凝固热，物质的凝固热总是负值，因而dT/dp的符号由v的符号确定。vv0vl，因而V的正负取决于液、固两态物质的密度。,一般而言，固态物质的密度大于液态物质的密度，因而vlv0，v0，故dT/dp0，即增加压力，物质的凝固点上升。,有少数物质如水、铅等，固态物质的密度反而小于液态物质的密度，有Vo，因此这些物质在疑团时dT/dpo，即增高压力时物质的凝固点下降。,2020/8/7,7在相同温度和压力下，相同质量摩

6、尔浓度的葡萄糖和食盐水溶液的渗透压是否相同?为什么?,解：不相同。因为在水溶液中，Nacl会电离为Na+和C1-，而葡萄糖不能电离，故相同摩尔浓度的食盐溶液中所含溶质的粒子数较多，它的渗透压也较大。,2020/8/7,8海中的水生生物有的可能有数百公尺长，而陆地上植物的生长高度有一定限度，试解释其原因。,解：陆地上生长的植物靠渗透压将水分运送至植物的顶部，因细胞中的溶度浓度有一定限度，因而限制了植物的生长高度。海中的植物可从其周围的海水中吸收水分和营养，所以能长得很长。,2020/8/7,选择题,答案：A。两相平衡，化学势相等。,答案：A。稀溶液的依数性包括沸点升高、凝固点下降、蒸气压下降和渗

7、透压。,2020/8/7,答案：A。由沸点升高常数 可以看出。,答案：D。由沸点升高公式 可以看出。,2020/8/7,答案：D,答案：D 化学势仅与浓度有关,而与物质量的多少无关。,2020/8/7,答案:A。因为， ，S0故温度升高Gibbs函数下降。,答案：A,2020/8/7,答案：A。因为NaCl完全解离，相当于溶质的浓度增大，故凝固点降低更多。,CaCl2可降到218K,2020/8/7,计算题,1A与B形成理想溶液，在320K溶液中含3molA和1molB总蒸气压为533104Pa，再加入2mo1B形成溶液，总蒸气压为613104Pa，试求：,(1)纯液体的蒸气压 与 ；,(2)

8、理想溶液I的平衡气相组成 (3)理想溶液I的mixG (4)若在溶液中再加入3mo1B形成理想溶液 压为多少?,2020/8/7,有下列方程组,解得：x453104 y=773104,453104Pa =773104Pa,2020/8/7,(2)对溶液I：,2020/8/7,(3)溶液I混合过程的mixG为：,(4)溶液的组成为：,nA3mol nB=1十2十36mol,2020/8/7,2在293.15K时。乙醚的蒸气压为58.95kPa若在100g乙醚中溶人某非挥发性有机物质10g，乙醚的蒸气压降低到56.79kPa，试求该有机化合物的摩尔质量。,2020/8/7,3. 12.2g苯甲酸C

9、6H5COOH溶于100g乙醇后，使乙醇沸点升高1.13K若将122g苯甲酸溶于100g苯后，使苯的沸点升高1.36K计算苯甲酸在两种溶剂小的分子量计算结果可说明什么问题?已知乙醇Kb为1.19KKgmol-1为在苯中为2.6 KKgmol-1.,实验结果表明苯甲酸在乙醇中基本上以单分子形式存在，而在苯中基本上以二聚分子缔合形式存在,2020/8/7,4某水溶液合有非挥发性溶质，在271.65K时凝固试求 (1)该溶液的正常沸点。 (2)298.15K时该溶液的蒸气压(该温度时纯水的蒸汽压为3178Pa。 (3)该溶液在29815K时的渗透压。,2020/8/7,2020/8/7,（3）以1K

10、g稀溶液为基准,2020/8/7,第五章 化学平衡,1.化学反应的平衡条件。 2.根据范特霍夫定温方程，由K及J的相对大小判断反应方向。 3.理想气体各类平衡常数关系及计算。 4.复相反应平衡常数及计算。 5.温度对化学平衡影响及计算。 6.压力、惰性气体对化学平衡的影响。 7.利用标准平衡常数计算平衡转化率、平衡组成、化合物的分解压力、分解温度等。,2020/8/7,选择题,1.在等温等压下，当反应的 = 5kJmol-1 时，该反应能否进行? 能正向自发进行 (B) 能逆向自发进行 (C) 不能判断 (D) 不能进行 2.已知反应 2NH3 = N2 + 3H2，在等温条件下，标准平衡常数

11、为0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应1/2 N2 + 3/2 H2 = NH3 的标准常数为： (A) 4 (B) 0.5 (C) 2 (D) 1,2020/8/7,3. 在一定温度和压力下，对于一个化学反应，能 用以判断其反应方向的是： (A) (B) Kp (C) rG m (D) rHm 4. 某温度时，NH4Cl(s)分解压力是 ,则分解反应的平衡常数 为： (A) 1 (B) 1/2 (C) 1/4 (D) 1/8 5. 对反应 CO(g) + H2O(g) = H2 (g) + CO2(g) ： (A) Kp = 1 (B) Kp = Kc (C) Kp Kc (D) Kp

12、Kc,2020/8/7,6.加入惰性气体对哪一个反应能增大其平衡转化率？ (A) C6H5C2H5(g) = C6H5C2H3(g) + H2(g) (B) CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g) (C) 3/2 H2(g) + 1/2 N2(g) = NH3(g) (D) CH3COOH(l) + C2H5OH(l) = H2O(l) + C2H5COOH3(l),2020/8/7,7.某放热反应在T=800K，压力p下进行，达平衡后产物的百分含量是50%，若反应在T=200K，压力p下进行，平衡时产物的百分含量将： (A) 增大 (B) 减小 (C) 不变 (D)

13、不能确定 8.下列叙述中不正确的是: (A)标准平衡常数仅是温度的函数; (B)催化剂不能改变平衡常数的大小; (C)平衡常数发生变化,化学平衡必定发生移动,达到新的平衡; (D)化学平衡发生新的移动,平衡常数必定发生变化.,2020/8/7,9.反应C(s)+2H2 (g)=CH4(g)在1000K时的 = 19.29 kJ/mol.当总压为101kPa,气相组成是:H270%, CH420%,N210%的条件下,上述反应: (A)正向进行; (B)逆向进行; (C)平衡; (D)不一定. 10.已知下列反应的平衡常数: H2 (g)+S(s)=H2S(g) K1; S(s)+ O2 (g)

14、= SO2 (g) K2.则反应H2 (g)+ SO2 (g) = O2 (g)+H2S(g) 的平衡常数为: (A) K1+ K2; (B) K1- K2; (C) K1 K2; (D) K1/K2,2020/8/7,11. 放热反应2NO（g）+O2（g）= 2NO2（g）达平衡后，若分别采取增加压力；减少NO2的分压；增加O2的分压；升高温度；加入催化剂，能使平衡向产物方向移动的是： (A) ；(B) ；(C) ；(D) ,2020/8/7,12.理想气体反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)，若起始原料CO与H2的分子比为1:2，平衡时CO的转化率为a ，平衡常数为Kp ,则：

15、 (A) a与p有关 (B) H2的转化率是2a (C) Kp= a (32a )2 / 4(1a )2p2 (D) Kp与p2成反比 13.某化学反应在298K时的标准吉布斯自由能变化为负值，则该温度时反应的Kp 将是： (A) Kp = 0 (B) Kp 1 (D) 0 Kp 1,2020/8/7,填空题,1.已知反应C(s) + O2(g) = CO2(g)的平衡常数为K1；CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g)的平衡常数为K2；2C(s) + O2(g) = CO(g)的平衡常数为K3；则K3与K1、K2的关系为：K3 = (K1 / K2)n，n =_2_。 2. 升高

16、温度有利于_吸_热反应，降低压力有利于体积_增加_的反应，减少惰性气体有利于体积_减小_的反应。 3.将A、B两种气体以1 : 2的比例封入一真空容器，反应A(g) + 2B(g) = C(g)为吸热反应，300平衡时系统的总压力为p1，在500平衡时总压力为p2，则p1_ p2。(填、或=),2020/8/7,4. 反应C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g），在673K、p下达到平衡，已知Hm=133.5kJ/mol，问下列条件改变时，对平衡有何影响？ （A）增加温度； （B）增加水蒸气的分压； （C）增加总压； （D）通入N2； （E）增加碳的数量。,答（A）右； （B）右； （C）左； （D）右； （E）不变。,2020/8/7,5.6,解：设平衡时SO2Cl2(g)的分压为P(SO2Cl2) SO2Cl2(g)=SO2(g) + Cl2(g) 起始： 0 P0(SO2) P0 (Cl2) 平衡时:P(SO2Cl2) P(SO2) P (Cl2) = P0(SO2) - P(SO2Cl2) = P0 (Cl2) - P(SO2Cl2),所以平衡总压：P= P(SO2Cl2) + P(SO2) + P (Cl2) = P0(SO2)